JP2009225115A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像を表示する面に埃等を付着させることなくパネルの画像表示面側からも放熱させ、パネルの温度を低減した画像表示装置を提供する。
【解決手段】表示デバイス２と、表示デバイス２の画像表示面側に空間を形成するように表示デバイス２と平行に所定の間隔をあけて設けられたフィルタ１３と、一端が表示デバイス２に接合され他端がフィルタ１３に接合された複数の振動器２２とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル等の表示デバイスを用いた画像表示装置に関する。

近年、テレビ映像等を表示する画像表示装置の薄型化が進み、従来のＣＲＴに代わってプラズマディスプレイパネルや液晶パネル等のいわゆる平板型表示デバイスを用いた画像表示装置が主流となっている。その代表例として、プラズマディスプレイパネル（以下、「パネル」と略記する）を用いた画像表示装置について説明する。

図７は、従来の画像表示装置１００の断面を示す概略図であり、図８は、従来の画像表示装置１００の画像表示面側の詳細を示す分解斜視図である。画像表示装置１００は、パネル２と、熱伝導シート３を介してパネル２を支持するシャーシ６と、シャーシ６の背面側に固定された電源回路基板４、パネル駆動回路基板５、チューナーブロック１２、データドライバＩＣ９等の駆動回路がフロントカバー８とバックカバー７との内部に納められて構成されている。

パネル２はガス放電を利用して画像を表示するため発熱するが、安定した画像表示を行うためには、パネル２を所定の温度（例えば、８０℃以下）に保つことが望ましい。そのため、熱伝導性の高い樹脂からなる熱伝導シート３を用いてパネル２の熱をシャーシ６に伝え、放熱の効果と温度の均一化の効果とを得ている（例えば、特許文献１参照）。また、バックカバー７の上部にはファン１１が設けられ、バックカバー７の下部に通風孔１０が設けられている。そして通風孔１０から外気を吸い込み、ファン１１を用いて画像表示装置１００内の熱い空気を排出することにより、パネル２を冷却するとともに画像表示装置１００全体を冷却している。また、フロントカバー８には、衝撃からパネル２を守り、かつ不要輻射を抑制するためのフィルタ１３が設けられている。そして画像を表示する面に埃等が付着しないように、フィルタ１３とパネル２との間の空間１６はクッション１４を用いて密閉されている。

上記以外にも、ファンを用いた冷却方法について、例えば特許文献２に記載されている。また特許文献３には、ファンを用いてフィルタとパネルとの間に空気を流してパネルの画像表示面側を冷却する構成が開示されている。
特開２００２−１５０９５４号公報 特開２００５−２３５８４３号公報 特開平１１−３５２８９７号公報

しかしながら、フィルタ１３とパネル２との間の空間１６に空気を流すと、外部からの埃等の進入を完全に防ぐことは難しく、それらがフィルタ１３やパネル２に付着し、画像表示の妨げになるといった問題がある。また埃等の進入を防ぐためにフィルタ１３とパネル２との間の空間１６を密封すると、この空間１６が断熱構造となるためにパネル２の温度が上昇する。

近年はパネル２の高輝度化のためにパネル２に投入する電力を増加しており、パネル２の温度がさらに上昇する傾向にあるため、パネル２の冷却と防塵との両立がますます重要となってきている。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、画像を表示する面に埃等を付着させることなくパネルの画像表示面側からも放熱させ、パネルの温度を低減した画像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の画像表示装置は、表示デバイスと、表示デバイスの画像表示面側に空間を形成するように表示デバイスと平行に所定の間隔をあけて設けられたフィルタと、一端が表示デバイスに接合され他端がフィルタに接合された複数の振動器とを備えたことを特徴とする。この構成により、画像を表示する面に埃等を付着させることなく表示デバイスの画像表示面側からも放熱させ、表示デバイスの温度を低減した画像表示装置を提供することができる。

また本発明の画像表示装置の振動器は、表示デバイスの所定の固有振動数で振動し、該固有振動数における表示デバイスの固有振動の腹の位置に設けられていることが望ましい。この構成により、効率よく表示デバイスを振動させることができる。

また本発明の画像表示装置は、表示デバイスの長辺の長さを「Ｌ」とし、長辺の一方の端の位置を原点「０」、長辺の他方の端の位置を「Ｌ」とするとき、複数の振動器は、少なくとも「０」、「０．３Ｌ」、「０．５Ｌ」、「０．７Ｌ」、「Ｌ」の位置にそれぞれ設けられていることが望ましい。

本発明によれば、画像を表示する面に埃等を付着させることなくパネルの画像表示面側からも放熱させ、パネルの温度を低減した画像表示装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態における画像表示装置について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における画像表示装置１の断面を示す概略図である。なお、従来と同様の部分については、図７、図８と同一の符号を付している。

画像表示装置１は、パネル２と、熱伝導シート３と、シャーシ６と、電源回路基板４やパネル駆動回路基板５等の回路基板と、データドライバＩＣ９と、チューナーブロック１２とがフロントカバー８とバックカバー７とに囲まれた空間２１に納められている。

パネル２は、水平方向に長い形状の走査電極と維持電極とからなる表示電極対が多数形成された前面ガラス基板と、垂直に長い形状のデータ電極が形成されるとともに赤・緑・青の蛍光体が塗布された背面ガラス基板とを貼り合わせ、これら電極の交点のそれぞれに放電セルを形成して構成されている。ここで前面ガラス基板側が画像表示面側である。前面ガラス基板および背面ガラス基板は、それぞれおよそ１．５〜３ｍｍの厚さである。そして表示電極対およびデータ電極に電圧を印加して放電を発生させ、発生した紫外線で蛍光体を励起して発光させ画像を表示させる。

このように、パネル２の内部で放電を発生させて画像を表示するため、パネル２自体が高温になりやすい。実際、画像表示装置１全体の消費電力は３００〜５００Ｗであるのに対し、パネル２の消費電力が２００〜３００Ｗ程度と全体の約半分以上を占めている。従って、パネル２で発生する熱を効率よく逃がし、パネル２を低い温度、例えば７０〜８０℃に抑えることが重要である。

パネル２は、熱伝導性の高い樹脂からなる熱伝導シート３を介してシャーシ６に取り付けられている。この熱伝導シート３はパネル２と同様の形状であり、厚みは１〜４ｍｍ程度である。熱伝導シート３を介することによって主にガラス基板で構成されたパネル２と金属板で構成されたシャーシ６とを密着させ、パネル２から発生する熱をシャーシ６へと効率よく逃がしている。さらに、熱伝導シート３はパネル２とシャーシ６にある反りを吸収するとともに、外部からの衝撃を緩和する。そのために熱伝導シート３の材料としては、柔軟性と熱伝導性を兼ね備えたシリコン等が用いられる。

シャーシ６は、大きさがパネル２と同程度であり、熱伝導率の高いアルミニウム等を用いた厚みが１．５〜４ｍｍ程度の金属板で構成されている。また必要に応じて補強のための折り曲げ加工あるいは補強リブが設けられている。シャーシ６の一方の面には熱伝導シート３を介してパネル２が取り付けられ、他方の面には、各回路基板へ電源を供給するための電源回路基板４や画像信号に基づきパネル２の各電極を駆動する駆動回路等のパネル駆動回路基板５がパネル２と平行になるように取り付けられている。複数のデータドライバＩＣ９は、パネル２の上辺および下辺に沿って横１列に並べてシャーシ６に取り付けられている。さらにデータドライバＩＣ９のうちの一部分を覆うように、チューナーブロック１２がシャーシ６に取り付けられている。

バックカバー７は、厚さ０．５〜２ｍｍの鉄板等から構成されている。画像表示装置１の後面全体を覆うように設けられたバックカバー７の上部には冷却用のファン１１が設置され、バックカバー７の下部には通風孔１０が設けられている。通風孔１０は直径３〜５ｍｍの円形の孔であり、バックカバー７の下側の左右方向ほぼ全域にわたって中心間隔６〜８ｍｍピッチで並んでいる。また、通風孔１０が形成されている部分全体に対する開口の合計面積の割合として表される開口率としては、３０〜６０％程度となっている。ファン１１は、バックカバー７の上部に複数設けられ、ファン１１の吐き出し口にはバックカバー７の下側に設けられた通風孔１０と同様の通風孔が設けられている。そして通風孔１０から外気を吸い込み、バックカバー７とシャーシ６との間の空間を通過させて、上部のファン１１から画像表示装置１内部の熱い空気を排出し、画像表示装置１全体を冷却する。なお、ファン１１はシャーシ６に取り付けられた構造であってもよい。

フロントカバー８は、合成樹脂の成形品等から構成されている。そしてフロントカバー８には、衝撃からパネル２を守り、かつ不要輻射を抑制するためのフィルタ１３が取り付けられている。フィルタ１３は、パネル２の画像表示面側に空間２１を形成するように、パネル２と平行に所定の間隔をあけて設けられている。本実施の形態においては、所定の間隔が数ミリから十数ミリとなるように設定されている。このようにフィルタ１３とパネル２との距離が数ミリから十数ミリとなるように設定することにより、フィルタ１３に衝撃が加えられた場合であっても、パネル２とフィルタ１３とが衝突することがない。

本実施の形態における画像表示装置１が従来の画像表示装置１００と異なる点は、フィルタ１３とパネル２との間の空間２１が開放空間であること、およびフィルタ１３とパネル２との間に振動器２２が設けられている点である。

図２は、本発明の実施の形態における画像表示装置１の画像表示面側の詳細を示す分解斜視図である。本実施の形態においては、パネル２とフィルタ１３との間の空間２１の右辺部および左辺部にはクッション２４が設けられている。また空間２１の上辺部および下辺部が開放されており、さらにその上辺部および下辺部にはそれぞれ複数の振動器２２が設けられている。振動器２２のそれぞれは、一端がパネル２に接合され他端がフィルタ１３に接合されて取り付けられている。このように本実施の形態においては、パネル２とフィルタ１３との間の空間２１の上辺部および下辺部が開放されており、空間２１は開放空間となっている。そのために、隣り合う振動器２２の間の隙間を通って空気が流れることになる。

このように空間２１を開放空間とすることにより、図２に矢印で示したように空気の流れが自然対流により発生し、パネル２の画像表示面側も冷却することができる。またファン１１を用いて空気の流れを強制的に発生させることにより、冷却効果をさらに高めることができる。本実施の形態においては空気の流れを最適化することにより、パネル２の温度を十数度低下させている。

パネル２とフィルタ１３との間の空間２１に空気を流すと外部から空間２１に埃等が進入するが、本実施の形態においては、パネル２やフィルタ１３の内側に埃等が付着しないように振動器２２を用いてパネル２やフィルタ１３を振動させる。また、パネル２やフィルタ１３を振動させることによりパネル２やフィルタ１３の内側に付着した埃等を除去する。

次に振動器２２の詳細について説明する。図３は、本発明の実施の形態における画像表示装置１の振動器２２の詳細図である。振動器２２は、３０ｋＨｚ以上の振動数で厚み方向に振動するピエゾ素子２６を複数枚積層して構成されている。ピエゾ素子２６の両面には真空蒸着等により電極２７が形成され、それぞれのピエゾ素子２６は信号源２８に並列に接続されている。振動器２２の厚みはフィルタ１３とパネル２との距離に等しく数ミリから十数ミリであり、大きさは、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ程度かそれ以下である。

図４は、本発明の実施の形態における画像表示装置１の振動器２２の取り付け状態を示す図である。振動器２２は、一端が接着剤等によりパネル２に接合され、他端が接着剤等によりフィルタ１３に接合されてパネル２とフィルタ１３との間に取り付けられている。

振動器２２は、パネル２を振動させた場合の振動の「腹」となる位置に取り付けると効率よくパネル２を振動させることができる。図５は、本発明の実施の形態における画像表示装置１に用いるパネル２の各振動モードの解析結果を示す図であり、固有振動数の低い順に１次〜２０次までの振動モードを示している。各振動モードの「腹」となる位置では、埃を除去する効果は大きいが、「節」となる位置では埃を効果的に除去することができない。そのため画像表示面内に「節」となる位置が発生しないように、複数の振動モードを励起することが望ましい。このように振動器２２は、画像表示面内に「節」となる位置が発生しないようにパネル２の所定の固有振動数で振動し、かつその固有振動数におけるパネル２の固有振動の「腹」の位置に設けられている。

図６は、本発明の実施の形態における画像表示装置１の振動器２２の取り付け位置を示す図である。振動器２２ａはパネルの四隅の位置に、振動器２２ｂはパネル２の長辺の中央の位置に、振動器２２ｄは振動器２２ａの位置と振動器２２ｂの位置とを２：３に内分する位置にそれぞれ取り付けられている。すなわち、パネル２の長辺の長さを「Ｌ」とし、長辺の一方の端の位置を原点「０」、長辺の他方の端の位置を「Ｌ」とすると、振動器２２ａは「０」および「Ｌ」の位置に、振動器２２ｂは「０．５Ｌ」の位置に、振動器２２ｄは「０．３Ｌ」、「０．７Ｌ」の位置にそれぞれ取り付けられている。また振動器２２ｃはパネル２の短辺の中央の位置に取り付けられている。

振動器２２をこれらの位置に取り付けることにより、振動器２２ａの取り付け位置は５次モードおよび１０次モードを除く各振動モードの「腹」の位置となり、振動器２２ｂの取り付け位置は、２次、３次、４次、８次、９次、１１次、１４次、１６次、１９次の各振動モードの「腹」の位置となる。また振動器２２ｄの取り付け位置は、５次、１０次等の振動モードの「腹」の位置となり、振動器２２ａおよび振動器２２ｂでは励起できないこれらの振動モードを励起することができる。

そして、それぞれの振動モードの周波数で振動器２２ａ〜２２ｄを駆動させてパネル２、フィルタ１３を振動させることにより、パネル２やフィルタ１３の内側に埃等の付着を防止するとともにパネル２やフィルタ１３に付着した埃等を除去することができる。

なお、パネル２やフィルタ１３はその剛性等にばらつきがあるため、各振動モードの固有振動数にもばらつきが生じるが、可聴領域以上の高次の振動モードであればそのばらつきの範囲は小さくなる。

また、振動器２２の振動周波数を振動モードの固有振動数の近くで変化させると唸りが発生する。この唸りを利用してパネル２やフィルタ１３を振動させて埃を振るい落としてもよい。

なお、本実施の形態においては振動器２２として、ピエゾ素子を用いた振動器を例に説明したが、可聴領域以上で振動できれば、モータや磁気スピーカを用いてもよい。

また、本実施の形態においては画像表示装置の例としてプラズマディスプレイパネルを用いた画像表示装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶ディスプレイやＥＬディスプレイ等にも適用することができる。

本発明は、画像を表示する面に埃等を付着させることなくパネルの画像表示面側からも放熱させ、パネルの温度を低減する効果があり、プラズマディスプレイパネル等の平板型表示デバイスを用いた画像表示装置に有用である。

本発明の実施の形態における画像表示装置の断面を示す概略図 同画像表示装置の画像表示面側の詳細を示す分解斜視図 同画像表示装置の振動器の詳細図 同画像表示装置の振動器の取り付け状態を示す図 同画像表示装置に用いるパネルの各振動モードの解析結果を示す図 同画像表示装置の振動器の取り付け位置を示す図 従来の画像表示装置の断面を示す概略図 従来の画像表示装置の画像表示面側の詳細を示す分解斜視図

符号の説明

１，１００ 画像表示装置
２ パネル（表示デバイス）
３ 熱伝導シート
６ シャーシ
７ バックカバー
８ フロントカバー
１０ 通風孔
１１ ファン
１３ フィルタ
１４，２４ クッション
２１ 空間
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ 振動器
２６ ピエゾ素子
２７ 電極

Claims (3)

1. 表示デバイスと、
   前記表示デバイスの画像表示面側に空間を形成するように前記表示デバイスと平行に所定の間隔をあけて設けられたフィルタと、
   一端が前記表示デバイスに接合され他端が前記フィルタに接合された複数の振動器とを備えたことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記振動器は、前記表示デバイスの所定の固有振動数で振動し、該固有振動数における前記表示デバイスの固有振動の腹の位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記表示デバイスの長辺の長さを「Ｌ」とし、前記長辺の一方の端の位置を原点「０」、前記長辺の他方の端の位置を「Ｌ」とするとき、
   前記複数の振動器は、少なくとも「０」、「０．３Ｌ」、「０．５Ｌ」、「０．７Ｌ」、「Ｌ」の位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。

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